EP2475916A1 - Ring seal for a closing element of a valve and seal arrangement for such a ring seal - Google Patents

Ring seal for a closing element of a valve and seal arrangement for such a ring seal

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Publication number
EP2475916A1
EP2475916A1 EP10760630A EP10760630A EP2475916A1 EP 2475916 A1 EP2475916 A1 EP 2475916A1 EP 10760630 A EP10760630 A EP 10760630A EP 10760630 A EP10760630 A EP 10760630A EP 2475916 A1 EP2475916 A1 EP 2475916A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ring seal
longitudinal axis
bridge portion
groove
leg portions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10760630A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Karl Welchner
Frank Neuhauser
Werner Deger
Michael HUEBNER-HECKER
André GUETLEIN
Erwin Seefried
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hecker Werke GmbH
Suedmo Holding GmbH
Original Assignee
Hecker Werke GmbH
Suedmo Holding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hecker Werke GmbH, Suedmo Holding GmbH filed Critical Hecker Werke GmbH
Publication of EP2475916A1 publication Critical patent/EP2475916A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/062—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces characterised by the geometry of the seat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/021—Sealings between relatively-stationary surfaces with elastic packing
    • F16J15/022—Sealings between relatively-stationary surfaces with elastic packing characterised by structure or material
    • F16J15/024—Sealings between relatively-stationary surfaces with elastic packing characterised by structure or material the packing being locally weakened in order to increase elasticity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32—Details
    • F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/44—Details of seats or valve members of double-seat valves
    • F16K1/443—Details of seats or valve members of double-seat valves the seats being in series
    • F16K1/446—Details of seats or valve members of double-seat valves the seats being in series with additional cleaning or venting means between the two seats
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32—Details
    • F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/46—Attachment of sealing rings

Definitions

  • Ring seal for a closing member of a valve and seal assembly with such a ring seal
  • the invention relates to an annular seal for a closing member of a valve, in particular a valve of a process engineering plant, with an annular body which defines a longitudinal axis perpendicular to the plane of the annular body, and which has a sealing surface on a radially outer surface with respect to the longitudinal axis.
  • the invention also relates to a sealing arrangement on a closing member of a valve of a process plant, with a ring seal, a Annular body having a longitudinal axis defined perpendicular to the plane of the annular body, and having a sealing surface on a radially outer surface relative to the longitudinal axis, and having a closure member on the existing radial groove for receiving the annular seal, wherein the groove has a groove bottom and groove flanks ,
  • the invention further relates to a valve, in particular a valve for a process plant.
  • a process engineering plant according to the present invention is, for example, a food-processing plant, a chemical engineering plant, a pharmaceutical plant or the like.
  • a ring seal, a seal arrangement of the type mentioned, and a valve are known, for example, from DE 10 2007 038 124 AI.
  • the double-seat valve has two closing members, namely a closing member designed as a valve disk and a closing member designed as a closing sleeve.
  • the closing member may also be a valve plate or a closing sleeve.
  • valve disk and the closing sleeve are each assigned a radially acting annular seal.
  • the respective annular seal on the respective closing member seals against a closing member seat, which is formed in the known double-seat valve by an inner surface of a cylindrical housing portion of the housing of the double-seat valve.
  • the valve disk and the closing sleeve are axially movable relative to the housing to open the valve, or to ventilate one of the two closing members for the purpose of cleaning the associated closing member seat.
  • the respective annular seal on the inner surface of the housing portion, which defines the closing member seat slides along each stroke of the closing member.
  • the ring seals are claimed by shear forces acting in the direction of the longitudinal axis of the annular body of the ring seal. In addition, the ring seals are stressed by friction. Both the friction and the shear forces lead after some time to the failure of the ring seal.
  • the ring seals are formed as O-rings, and the groove for receiving the ring seal is trapezoidal in cross-section, wherein the ring seal substantially completely fills the groove and assumes a substantially trapezoidal shape in cross section in the inserted state ,
  • ring seals which are formed as O-rings
  • ring seals are also known, which have a cross-sectionally substantially trapezoidal shape before insertion into the groove.
  • Ring seals are usually made of a rigid elastomer, for example. Of various types of rubber, perfluoroelastomers, polyethylene or PTFE.
  • Fig. 1 shows a detail of a closing member 1, a closing member seat 2 and a ring seal 3, which is received in a groove 4 of the closing member 1.
  • the ring seal 3 has approximately the shape of a trapezoid in cross section as shown. With a broken line 5, the radially outer surface of the ring seal 3 is shown in the non-swollen state.
  • the ring seal 3 characterized in that the ring seal 3 comes into contact with media during operation of the valve, the ring seal 3 swells. With a solid line 6, the radially outer surface of the ring seal 3 is shown in the swollen state. Due to the volume increase in the material of the ring seal 3 due to the swelling now penetrate a portion of the material of the ring seal 3 in the gap 7 between the closing member 1 and the closing member seat 2, as illustrated with material portions 8a, 8b in Fig. 1. This effect of penetration of material of the ring seal 3 into the gap 7 is also referred to as gap extrusion.
  • the invention is therefore the object of developing a ring seal and a seal assembly of the type mentioned in that the life of the ring seal is less affected by swelling of the material of the ring seal.
  • this object is achieved with respect to the aforementioned ring seal, characterized in that the annular body has two substantially radially directed leg portions which are spaced apart in the direction of the longitudinal axis, wherein the two leg portions are interconnected by an extending in the direction of the longitudinal axis bridge portion the radially outer surface of the sealing surface is present, and that a radially inner surface of the bridge portion of ends of the leg portions, which are remote from the sealing surface, is spaced in the radial direction.
  • the object underlying the invention is achieved in that the annular body has two substantially radially directed leg sections, which are spaced apart in the direction of the longitudinal axis, wherein the two leg sections connected by a bridge section extending in the direction of the longitudinal axis are at the radially outer surface of which the sealing surface is present, and that a radially inner surface of the bridge portion of ends of the leg portions, the are remote from the sealing surface, is spaced in the radial direction, that the ends of the leg portions are supported on the groove base, and that in the direction of the longitudinal axis outer surfaces of the leg portions lie flat against the groove edges.
  • the invention is based on the concept of avoiding the swelling of the ring seal by an appropriate choice of the material of the ring seal, but to allow swelling of the ring seal and deviating from the life of the ring seal effects of swelling by a deviating from the conventional geometry of ring seals to avoid geometry of the invention.
  • the ring seal according to the invention has a space between the two leg sections and the bridge section, which allows the bridge section to spring into this space when the ring seal is swelled and material of the ring seal can escape into this space. The swelling of the ring seal thus no longer causes material of the ring seal to penetrate into the gap between the closure member and the closure member seat, but that the ring seal in the groove can expand into the space created according to the invention.
  • leg sections which are supported on the groove base provide for the radial support of the ring seal, while the bridge section between the leg sections has a certain spring elasticity, which on the one hand permits deflection of the bridge section when swelling the ring seal, and on the other hand the radial tension required for the sealing action against the closing link seat applies.
  • the voltage applied to the groove flanks leg portions of the annular body provide for the fulfillment of the further requirement that no medium penetrates into the groove between the ring seal and the groove flanks.
  • a conventional sealing material can be used for the ring seal according to the invention, for example an elastomer as currently used for corresponding applications.
  • the groove flanks of the groove extend radially or radially outward to radially inward in the direction at an angle to one another.
  • the leg portions of the ring seal can invest intimately on the groove edges, wherein the contact pressure of the leg portions in the event that the groove flanks from radially outward to radially inward toward obliquely to each other, is still increased, which is even safer avoided Medium penetrate into the groove and the seal can migrate behind.
  • the groove at its radially outer end in the direction of the longitudinal axis has a smaller dimension than the ring seal, if this is not yet inserted into the groove.
  • the axial contact pressure of the ring seal against the groove flanks in the sense of a higher density against penetration of medium into the groove is even greater.
  • the incorporation of the ring seal is simplified in the groove by the ring seal snaps when inserted into the groove in this.
  • the ring seal is always in a defined position in the groove.
  • the groove expands starting from its radially outer end (opening edge) in the direction of the longitudinal axis over a radial section, which is smaller than the radial extent of the leg sections on.
  • the groove at its opening edge on a kind of enclosure for the ring seal which meets the aforementioned advantages, namely the application of sufficient axial contact pressure of the leg portions against the groove flanks, a simple installation in the sense of snapping the ring seal in the groove and a defined installation position of the ring seal.
  • the ends of the leg portions, which are remote from the radially outer surface of the bridge portion are not connected to one another.
  • the groove base has a central radially outwardly raised web, which is spaced from the radially inner surface of the bridge portion, and which fixes the two leg portions only in the direction of the longitudinal axis of the annular body.
  • the two leg portions fixed in position in the axial direction, thereby ensuring that the leg portions always fit tightly against the groove flanks and not fold away from them.
  • the web is in this case spaced from the radially inner surface of the bridge section, so that further provided according to the invention provided alternative space when swelling the ring seal.
  • the web ensures the leg sections only axially, but not radially, so that the insertion of the ring seal in the groove is very easy.
  • the ends of the leg sections which face away from the radially outer face of the bridge section may be connected to one another by a web which has a high rigidity in the direction of the longitudinal axis.
  • the groove bottom of the groove does not have to have the above-mentioned raised web, but can be formed as a whole flat. This contributes to the simplification of the production of the groove in the closing member.
  • the provided on the ring seal itself web holds the ends of the leg portions against the groove flanks. Further preferred embodiments which are advantageous both for the ring seal and for the seal arrangement are described below.
  • the sealing surface is formed on the radially outer surface of the bridge section as a substantially line-shaped sealing lip which surrounds the longitudinal axis.
  • the radially outer surface of the bridge portion starting from the sealing lip to at least one of the leg portions has a concave trough.
  • the radially inner surface of the bridge section merges into the leg sections with a curvature that is concave when viewed from the longitudinal axis.
  • This embodiment has the advantage that due to the concave curvature of the radially inner surface of the bridge section, the bridge section has an even higher radial spring elasticity, which presses the sealing surface against the closing link seat at the bridge section with sufficient pressure.
  • a support element for supporting the bridge section is arranged on the radially inner surface of the bridge section.
  • the support element preferably has a different spring characteristic than the bridge section and / or a different material than the material of the bridge section.
  • the space between the leg portions and the radially inner surface is at least partially filled by the support member.
  • the support member is preferably selected to have a different spring characteristic and / or hardness than the bridge portion of the ring seal.
  • the support member may be made of a softer material than the material of the bridge portion so that the bridge portion can spring radially inwardly compressing this softer material upon swelling of the ring seal without the effect of split extrusion or increased friction of the seal surface on the closure member seat ,
  • the provision of such a support element in the space between the bridge portion and the leg portions has the advantage of increasing the contact pressure of the sealing surface of the closing member seat, at least in the non-swollen state of the ring seal.
  • the space between the leg portions, the bridge portion and the groove bottom is preferably completely filled by the support member, whereby a further requirement of the ring seal is fulfilled when it is used in a valve for a food processing plant.
  • FIG. 1 shows a sealing arrangement according to the prior art in a section parallel to the longitudinal axis of the seal assembly.
  • FIG. 2 shows a detail of a valve, in particular double-seat valve of a food-technical system, in section parallel to the longitudinal axis of the valve, with a sealing arrangement according to the invention and a ring seal according to the invention.
  • FIG. 3 shows a detail of the valve in FIG. 2 enlarged relative to FIG. 2;
  • FIGS. 2 and 3 shows the ring seal of the sealing arrangement in FIGS. 2 and 3 in isolation in a perspective view
  • FIG. 5 shows a ring seal according to a further embodiment in cross section parallel to the longitudinal axis of the ring seal.
  • Fig. 6 shows a still further embodiment of a ring seal in a cross section parallel to the longitudinal axis of the ring seal.
  • Fig. 2 shows a valve provided with the general reference numeral 20, which is designed, for example, as a double-seat valve, and which is in a process engineering plant, for example. A food plant, is used.
  • the double-seat valve 20 has a first closing member 22 and a second closing member 24, the closing members 22 and 24 being shown here as a valve disk.
  • the closing member 22 cooperates in the closed position shown in Fig. 2 with a closing member seat 26 which is formed as a cylinder jacket surface on a housing portion 28 of the housing 20 of the valve.
  • the closing member 22 can be transferred according to an arrow 27 upwards with entrainment of the second closing member 24 in the open position.
  • the closing member 22 could also be transferred against the direction of the arrow 27 down from the closed position in its open position, for example.
  • the closing member 22 has a sealing arrangement 30 according to the invention, which has a ring seal 32.
  • seal assembly 30 and the ring seal 32 are described below with reference to Figures 3 and 4 in more detail.
  • the ring seal 32 is formed according to its mounting position in the closing member 22 and its interaction with the closing member seat 26 as a radial seal.
  • the ring seal 32 has an annular body 34 which defines a longitudinal axis 36 perpendicular to the plane of the annular body 34.
  • the ring body 34 has, according to FIGS. 3 and 4, two substantially radially directed leg sections 38 and 40, which are spaced apart in the direction of the longitudinal axis 36.
  • the leg sections 38 and 40 are connected to one another by a bridge section 42 extending in the direction of the longitudinal axis 36. the.
  • the leg portions 38, 40 and the bridge portion 42 are preferably integrally connected to each other and are preferably made of the same sealing material, for example.
  • a rigid elastomer is preferably integrally connected to each other and are preferably made of the same sealing material, for example.
  • the bridge section 42 has a radially outer surface 44, which has a sealing surface 46.
  • the sealing surface 46 is designed as a substantially line-shaped sealing lip 48 that extends around the longitudinal axis 36.
  • a radially inner surface 50 of the bridge portion 42 is spaced from ends 52 and 54 of the leg portions 38 and 40, respectively, in the radial direction.
  • a space 56 is present, which serves as sources for the volumetric expansion of the annular seal 32 when swirling the ring seal 32, in which material of the ring seal 32 can escape when swelling.
  • the bridge portion 42 can elastically spring into the space 56, as indicated by an arrow 58 in Fig. 3.
  • the radially inner surface 50 of the bridge portion 42 goes, as is apparent in particular from FIGS. 2 and 3, with a curvature, which is seen from the longitudinal axis 36 from concave, in the leg portions 38, 40, whereby the spring action of the bridge portion 42 dimensioned becomes.
  • the seal assembly 30 further includes a groove 60 in which the ring seal 32 is received.
  • the groove 60 has a leg flank 62 assigned to the leg section 38 and a groove flank 64 assigned to the leg section 40.
  • the groove flanks 62 and 64 define the groove 60 in the axial direction. In the radial direction, the groove 60 through a groove bottom 66 limited.
  • the ends 52 and 54 of the leg portions 38, 40 are supported in the radial direction on the groove base 66, while the axially outer surfaces of the leg portions 38, 40 abut the groove flank 62 and the groove flank 64 areally.
  • the groove flanks 62 and 64 extend radially as shown, but it can also be provided that the groove flanks 62 and 64 extend obliquely from one another radially outward to radially inward direction, whereby the leg portions 38, 40 are given a bias in the axial direction can.
  • the groove 60 At its radially outer end, more precisely at the radially outer end 68 of the groove flank 62 and at the radially outer end 70 of the groove flank 64, the groove 60 has a smaller dimension in the axial direction than the ring seal 32, if this is not inserted into the groove 60 is. Starting from the ends 68 and 70, the groove 60 widens over a radial section, which is smaller than the radial extent of the leg sections 38, 40, as shown in FIG. 3, on.
  • leg portions 38 and 40 are thus slightly compressed axially, whereby a particularly good sealing abutment of the leg portions 38 and 40 on the groove flanks 62 and 64 is ensured.
  • the axial projections at the outer ends 38 and 70 of the flanks 62, 64 cause snapping of the ring seal 32 in the groove 60 during assembly and define a predetermined mounting position of the ring seal 32 in the groove 60th
  • the sealing lip 48 is arranged in the axial direction approximately midway between the leg portions 38 and 40, wherein the radially outer surface 44 of the bridge portion 42, starting from the sealing lip 48 to both leg portions 38 and 40 toward a concave recess 72 and 74, respectively.
  • This also makes additional escape space for the ring seal 32 for an increase in volume the ring seal 32 created when swelling, thereby avoiding that except the sealing lip 48 no other areas of the outer surface 44 of the bridge portion 42 come into contact with the closing member seat 26, at least not under high contact pressure. In particular, this also avoids that upon swelling of the ring seal 32, material of the ring seal 32 enters the gap between the closure member seat 26 and the closure member 22.
  • the ends 52 and 54 of the leg portions 38 and 40 are not interconnected.
  • the groove bottom 66 has in this case a central radially outwardly raised web 76.
  • the web 76 serves to position fix the two leg portions 38 and 40 in the direction of the longitudinal axis 36, i. the web 76 avoids that the ends 52 and 54 or the leg portions 38 and 40 as a whole axially fold away from the respective groove flank 62 and 64 respectively and come out of abutment with the groove flank 62 or 64 accordingly.
  • the web 76 has a shape which fixes the ends 52 and 54 of the leg portions 38 and 40 only in the axial direction, but not in the radial direction, i. the ends 52 and 54 of the leg portions 38 and 40 are in the radial direction i. not locked on the groove base 66.
  • the entire ring seal 32 may be made in one piece from a single material, for example. From a rigid elastomer, wherein due to the geometry of the ring seal 32 is not primarily the source properties of such material.
  • a volume escape space into which the ring seal 32 can expand and, moreover, such an escape space becomes on the radially outer side of the surface 44 created by the wells 72 and 74.
  • the ring seal 32 also fulfills the requirement that a medium, for example product or cleaning fluid, can not penetrate the ring seal 32 between the ring seal 32 and the groove 60. This is caused on the one hand by the axial projections 68 and 70 at the entrance of the groove 60 and by the web 76 on the groove bottom 66.
  • FIG. 5 shows a modification of the ring seal 32, in which a support element 78 for supporting the bridge section 42 is arranged on the radially inner surface 50 of the bridge section 42.
  • the support element has a different spring characteristic than the bridge section 42 and / or a material which is different from the material of the bridge section 42.
  • a material may be, for example, sponge rubber, which is easily compressible.
  • the ring seal 32 can also be inserted into the groove 60 of FIG. 3, in which case the support element 78 between the radially inner surface 50 and the web 76 is compressed and the space 56 is completely filled by the support member 78.
  • the support element 78 may be formed as shown as an O-ring and glued to the inner surface 50 or the like. Be.
  • Fig. 6 shows a further modification of a ring seal 32 ', in which, unlike the ring seal 32, the ends 52' and 54 'of the leg portions 38' and 40 'are interconnected via a web 80 having a high rigidity in the direction of the longitudinal axis 36 'has.
  • the ring seal 32 ' can be omitted in the groove 60 in Fig. 3 of the web 76, in which case the web 80, the leg portions 38' and 40 'in abutment against the groove flanks 62 and 64 holds.
  • the groove bottom 66 can thus be flat in such an embodiment of the ring seal 32 'in the axial direction.
  • the web 80 may be integrally formed with the leg portions 38 'and 40', or be connected to this cohesively, for example. By gluing.

Abstract

The invention relates to a ring seal (32) for a closure element (22) of a valve, particularly a valve (20) of a technical process system, comprising a ring body (34) defining a longitudinal axis (36) perpendicular to the plant of the ring body (34), and comprising a sealing surface (46) at a radially outer surface (44) with respect to the longitudinal axis (36). The ring body (34) comprises two substantially radially oriented leg segments (38, 40) at a distance from each other in the direction of the longitudinal axis (36), wherein the two leg segments (38, 40) are connected to each other by a bridge segment (42) extending in the direction of the longitudinal axis (36), the sealing surface (46) being present on the radially outer surface thereof, and wherein a radially inner surface (50) of the bridge segment (42) is at a distance in the radial direction from ends (52, 54) of the leg segments (38, 40) facing away from the sealing surface (46). The invention further relates to a sealing arrangement having such a ring seal and a valve having such a sealing arrangement.

Description

Ringdichtung für ein Schliessglied eines Ventils sowie Dichtungsanordnung mit einer solchen Ringdichtung  Ring seal for a closing member of a valve and seal assembly with such a ring seal
Die Erfindung betrifft eine Ringdichtung für ein Schließglied eines Ventils, insbesondere eines Ventils einer prozesstechnischen Anlage, mit einem Ringkörper, der eine Längsachse senkrecht zur Ebene des Ringkörpers definiert, und der an einer in Bezug auf die Längsachse radial äußeren Fläche eine Dichtfläche aufweist. The invention relates to an annular seal for a closing member of a valve, in particular a valve of a process engineering plant, with an annular body which defines a longitudinal axis perpendicular to the plane of the annular body, and which has a sealing surface on a radially outer surface with respect to the longitudinal axis.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Dichtungsanordnung an einem Schließglied eines Ventils einer prozesstechnischen Anlage, mit einer Ringdichtung, die einen Ringkörper aufweist, der eine Längsachse senkrecht zur Ebene des Ringkörpers definiert, und der an einer in Bezug auf die Längsachse radial äußeren Fläche eine Dichtfläche aufweist, und mit einer am Schließglied vorhandenen radialen Nut zur Aufnahme der Ringdichtung, wobei die Nut einen Nutgrund und Nutflanken aufweist. The invention also relates to a sealing arrangement on a closing member of a valve of a process plant, with a ring seal, a Annular body having a longitudinal axis defined perpendicular to the plane of the annular body, and having a sealing surface on a radially outer surface relative to the longitudinal axis, and having a closure member on the existing radial groove for receiving the annular seal, wherein the groove has a groove bottom and groove flanks ,
Die Erfindung betrifft ferner ein Ventil, insbesondere ein Ventil für eine prozesstechnische Anlage. The invention further relates to a valve, in particular a valve for a process plant.
Eine prozesstechnische Anlage im Sinne der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise eine lebensmitteltechnische Anlage, eine chemietechnische Anlage, eine pharmazeutische Anlage oder dgl. A process engineering plant according to the present invention is, for example, a food-processing plant, a chemical engineering plant, a pharmaceutical plant or the like.
Eine Ringdichtung, eine Dichtungsanordnung der eingangs genannten Art, sowie ein Ventil sind bspw. aus DE 10 2007 038 124 AI bekannt. A ring seal, a seal arrangement of the type mentioned, and a valve are known, for example, from DE 10 2007 038 124 AI.
In dem vorstehend genannten Dokument ist ein Doppelsitzventil zur Trennung von Medien in einer lebensmitteltechnischen Anlage beschrieben. Das Doppelsitzventil weist zwei Schließglieder auf, und zwar ein als Ventilteller ausgebildetes Schließglied und ein als Schließhülse ausgebildetes Schließglied. In the above-mentioned document, a double seat valve for separating media in a food processing plant is described. The double-seat valve has two closing members, namely a closing member designed as a valve disk and a closing member designed as a closing sleeve.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann das Schließglied ebenfalls ein Ventilteller oder eine Schließhülse sein. For the purposes of the present invention, the closing member may also be a valve plate or a closing sleeve.
Bei dem bekannten Ventil ist dem Ventilteller und der Schließhülse jeweils eine radial wirkende Ringdichtung zugeordnet. In the known valve, the valve disk and the closing sleeve are each assigned a radially acting annular seal.
Die jeweilige Ringdichtung an dem betreffenden Schließglied dichtet gegen einen Schließgliedsitz ab, der bei dem bekannten Doppelsitzventil durch eine Innenfläche eines zylindrischen Gehäuseabschnitts des Gehäuses des Doppelsitzventils gebildet wird. Entsprechend der Funktion des bekannten Doppelsitzventils sind der Ventilteller und die Schließhülse relativ zu dem Gehäuse axial verfahrbar, um das Ventil zu öffnen, oder um eines der beiden Schließglieder zum Zwecke der Reinigung des zugehörigen Schließgliedsitzes anzulüften. Dies bedeutet, dass die jeweilige Ringdichtung an der Innenfläche des Gehäuseabschnitts, die den Schließgliedsitz definiert, bei jedem Hub des Schließgliedes entlanggleitet. Die Ringdichtungen werden dabei durch Scherkräfte beansprucht, die in Richtung der Längsachse des Ringkörpers der Ringdichtung wirken. Außerdem werden die Ringdichtungen durch Reibung beansprucht. Sowohl die Reibung als auch die Scherkräfte führen nach einiger Zeit zum Versagen der Ringdichtung. The respective annular seal on the respective closing member seals against a closing member seat, which is formed in the known double-seat valve by an inner surface of a cylindrical housing portion of the housing of the double-seat valve. According to the function of the known double-seat valve, the valve disk and the closing sleeve are axially movable relative to the housing to open the valve, or to ventilate one of the two closing members for the purpose of cleaning the associated closing member seat. This means that the respective annular seal on the inner surface of the housing portion, which defines the closing member seat, slides along each stroke of the closing member. The ring seals are claimed by shear forces acting in the direction of the longitudinal axis of the annular body of the ring seal. In addition, the ring seals are stressed by friction. Both the friction and the shear forces lead after some time to the failure of the ring seal.
Bei dem bekannten Doppelsitzventil sind die Ringdichtungen als O-Ringe ausgebildet, und die Nut zur Aufnahme der Ringdichtung ist im Querschnitt trapezförmig ausgebildet, wobei die Ringdichtung die Nut im Wesentlichen vollständig ausfüllt und im in die Nut eingesetzten Zustand eine im Querschnitt im Wesentlichen trapezförmige Gestalt einnimmt. Neben Ringdichtungen, die als O-Ringe ausgebildet sind, sind auch Ringdichtungen bekannt, die bereits vor dem Einsetzen in die Nut eine im Querschnitt im Wesentlichen trapezförmige Gestalt aufweisen. In the known double-seat valve, the ring seals are formed as O-rings, and the groove for receiving the ring seal is trapezoidal in cross-section, wherein the ring seal substantially completely fills the groove and assumes a substantially trapezoidal shape in cross section in the inserted state , In addition to ring seals, which are formed as O-rings, ring seals are also known, which have a cross-sectionally substantially trapezoidal shape before insertion into the groove.
Bei derartigen Dichtungsanordnungen an Schließgliedern eines Ventils einer lebensmitteltechnischen Anlage besteht eine Anforderung darin, dass Medien, bspw. ein Produkt oder eine Reinigungsflüssigkeit, nicht die Ringdichtung hinterwandert und in die Nut eindringt. Diese Anforderung wird bei der Dichtungsanordnung und der Ringdichtung bei dem bekannten Doppelsitzventil erfüllt. In such sealing arrangements on closure members of a valve of a food-processing plant, there is a requirement that media, for example a product or a cleaning liquid, does not migrate behind the ring seal and penetrate into the groove. This requirement is met in the sealing arrangement and the ring seal in the known double-seat valve.
Ein weiteres technisches Problem, das mit bekannten Dichtungsanordnungen und bekannten Ringdichtungen bislang noch nicht zufriedenstellend gelöst worden ist, wird dadurch verursacht, dass die Ringdichtung, die im Betrieb des Ventils mit verschiedenen Medien in Berührung kommt, bspw. mit Produkt, Reinigungsflüssigkeit, etc., zum Quellen neigt. Auch die Temperaturen, denen die Ringdichtung ausgesetzt ist, spielen dabei eine Rolle. Ringdichtungen werden üblicherweise aus einem steifen Elastomer gefertigt, bspw. aus verschiedenen Kautschuk-Arten, Perfluorelastomeren, Polyethylen oder PTFE. Another technical problem that has not yet been solved satisfactorily with known sealing arrangements and known ring seals is caused by the fact that the ring seal, which comes into contact with various media during operation of the valve, for example with product, cleaning fluid, etc., tends to swell. The temperatures to which the ring seal is exposed also play a role. Ring seals are usually made of a rigid elastomer, for example. Of various types of rubber, perfluoroelastomers, polyethylene or PTFE.
Durch das Quellen des Ringkörpers der Ringdichtung wird die Lebensdauer nachteiligerweise verringert. Dies wird mit Bezug auf Fig. 1 nachfolgend erläutert. By swelling the ring body of the ring seal the life is disadvantageously reduced. This will be explained below with reference to FIG.
Fig. 1 zeigt ausschnittsweise ein Schließglied 1, einen Schließgliedsitz 2 und eine Ringdichtung 3, die in einer Nut 4 des Schließglieds 1 aufgenommen ist. Die Ringdichtung 3 weist im Querschnitt wie dargestellt etwa die Form eines Trapezes auf. Mit einer unterbrochenen Linie 5 ist die radial äußere Fläche der Ringdichtung 3 im nicht gequollenen Zustand gezeigt. Fig. 1 shows a detail of a closing member 1, a closing member seat 2 and a ring seal 3, which is received in a groove 4 of the closing member 1. The ring seal 3 has approximately the shape of a trapezoid in cross section as shown. With a broken line 5, the radially outer surface of the ring seal 3 is shown in the non-swollen state.
Dadurch, dass die Ringdichtung 3 im Betrieb des Ventils mit Medien in Berührung kommt, quillt die Ringdichtung 3. Mit einer durchgezogenen Linie 6 ist die radial äußere Fläche der Ringdichtung 3 im gequollenen Zustand dargestellt. Durch die Volumenzunahme im Material der Ringdichtung 3 aufgrund des Quellens dringt nun ein Teil des Materials der Ringdichtung 3 in den Spalt 7 zwischen dem Schließglied 1 und dem Schließgliedsitz 2 ein, wie mit Materialabschnitten 8a, 8b in Fig. 1 veranschaulicht ist. Dieser Effekt des Eindringens von Material der Ringdichtung 3 in den Spalt 7 wird auch als Spaltextrusion bezeichnet. Characterized in that the ring seal 3 comes into contact with media during operation of the valve, the ring seal 3 swells. With a solid line 6, the radially outer surface of the ring seal 3 is shown in the swollen state. Due to the volume increase in the material of the ring seal 3 due to the swelling now penetrate a portion of the material of the ring seal 3 in the gap 7 between the closing member 1 and the closing member seat 2, as illustrated with material portions 8a, 8b in Fig. 1. This effect of penetration of material of the ring seal 3 into the gap 7 is also referred to as gap extrusion.
Eine solche Spaltextrusion verringert nun die Lebensdauer der Ringdichtung 3 erheblich. Beim axialen Verfahren des Schließglieds 1 relativ zum Schließgliedsitz 2, die mit einem Doppelpfeil 9 angedeutet ist, können die Materialabschnitte 8a bzw. 8b abreißen, wodurch die Dichtwirkung der Ringdichtung 3 verringert ist oder gar vollständig verlorengeht. Eine besondere Belastung der Ringdichtung besteht dabei am Öffnungsrand 10 der Nut 4, an dem beim Verfahren des Schließgliedes 1 relativ zum Schließgliedsitz 2 die Ringdichtung 3 abgeschert werden kann. Die zur Beschädigung der Ringdichtung 3 führende Wirkung des Quellens der Ringdichtung 3 wird noch dadurch verstärkt, dass, wie aus Fig. 1 mit der durchgezogenen Linie 6 hervorgeht, die Anlagefläche der radial äußeren Fläche der Ringdichtung 3 an dem Schließ- gliedsitz 2 vergrößert wird, wodurch entsprechend auch die Reibung der radial äußeren Fläche der Ringdichtung 3 am Schließgliedsitz 2 erhöht wird. Auch die Reibung ist eine Ursache für einen Verschleiß der Ringdichtung 3. Such a gap extrusion now significantly reduces the life of the ring seal 3. In the axial movement of the closing member 1 relative to the closing member seat 2, which is indicated by a double arrow 9, the material sections 8a and 8b can tear off, whereby the sealing effect of the ring seal 3 is reduced or even completely lost. A special burden of the ring seal consists of the opening edge 10 of the groove 4, in which the annular seal 3 can be sheared off relative to the closure member seat 2 during the process of the closing member 1. The effect of the swelling of the ring seal 3 leading to damage of the ring seal 3 is further enhanced by the fact that, as shown in FIG. 1 by the solid line 6, the contact surface of the radially outer surface of the ring seal 3 at the closing limb seat 2 is increased, which also increases the friction of the radially outer surface of the ring seal 3 on the closing member seat 2 accordingly. The friction is a cause of wear of the ring seal 3rd
Um die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden, wurden bislang Anstrengungen unternommen, Materialien für die Ringdichtungen zu suchen, die weniger oder gar nicht zum Quellen neigen. Diese Anstrengungen sind jedoch bislang erfolglos geblieben, so dass weiterhin ein Bedürfnis an einer verbesserten Dichtungsanordnung und an einer verbesserten Ringdichtung der eingangs genannten Art besteht. To avoid the above drawbacks, efforts have been made heretofore to search materials for the annular gaskets which are less prone to swelling. However, these efforts have so far been unsuccessful, so that there is still a need for an improved seal assembly and an improved ring seal of the type mentioned.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ringdichtung und eine Dichtungsanordnung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die Lebensdauer der Ringdichtung durch ein Quellen des Materials der Ringdichtung weniger beeinträchtigt wird. The invention is therefore the object of developing a ring seal and a seal assembly of the type mentioned in that the life of the ring seal is less affected by swelling of the material of the ring seal.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich der eingangs genannten Ringdichtung dadurch gelöst, dass der Ringkörper zwei im Wesentlichen radial gerichtete Schenkelabschnitte aufweist, die in Richtung der Längsachse voneinander beabstandet sind, wobei die beiden Schenkelabschnitte durch einen sich in Richtung der Längsachse erstreckenden Brückenabschnitt miteinander verbunden sind, an deren radial äußerer Fläche die Dichtfläche vorhanden ist, und dass eine radial innere Fläche des Brückenabschnitts von Enden der Schenkelabschnitte, die von der Dichtfläche abgewandt sind, in radialer Richtung beabstandet ist. According to the invention this object is achieved with respect to the aforementioned ring seal, characterized in that the annular body has two substantially radially directed leg portions which are spaced apart in the direction of the longitudinal axis, wherein the two leg portions are interconnected by an extending in the direction of the longitudinal axis bridge portion the radially outer surface of the sealing surface is present, and that a radially inner surface of the bridge portion of ends of the leg portions, which are remote from the sealing surface, is spaced in the radial direction.
Hinsichtlich der eingangs genannten Dichtungsanordnung wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, dass der Ringkörper zwei im Wesentlichen radial gerichtete Schenkelabschnitte aufweist, die in Richtung der Längsachse voneinander beabstandet sind, wobei die beiden Schenkelabschnitte durch einen sich in Richtung der Längsachse erstreckenden Brückenabschnitt miteinander verbunden sind, an deren radial äußerer Fläche die Dichtfläche vorhanden ist, und dass eine radial innere Fläche des Brückenabschnitts von Enden der Schenkelabschnitte, die von der Dichtfläche abgewandt sind, in radialer Richtung beabstandet ist, dass sich die Enden der Schenkelabschnitte am Nutgrund abstützen, und dass die in Richtung der Längsachse äußeren Flächen der Schenkelabschnitte flächig an den Nutflanken anliegen. With regard to the above-mentioned sealing arrangement, the object underlying the invention is achieved in that the annular body has two substantially radially directed leg sections, which are spaced apart in the direction of the longitudinal axis, wherein the two leg sections connected by a bridge section extending in the direction of the longitudinal axis are at the radially outer surface of which the sealing surface is present, and that a radially inner surface of the bridge portion of ends of the leg portions, the are remote from the sealing surface, is spaced in the radial direction, that the ends of the leg portions are supported on the groove base, and that in the direction of the longitudinal axis outer surfaces of the leg portions lie flat against the groove edges.
Die Erfindung geht von dem Konzept aus, nicht das Quellen der Ringdichtung durch eine entsprechende Wahl des Materials der Ringdichtung zu vermeiden, sondern ein Quellen der Ringdichtung zuzulassen und die auf die Lebensdauer der Ringdichtung abträglichen Wirkungen des Quellens durch eine von der herkömmlichen Geometrie von Ringdichtungen abweichenden erfindungsgemäßen Geometrie zu vermeiden. Die erfindungsgemäße Ringdichtung weist nämlich einen Raum zwischen den beiden Schenkelabschnitten und dem Brückenabschnitt auf, der es erlaubt, dass der Brückenabschnitt beim Quellen der Ringdichtung in diesen Raum einfedern und Material der Ringdichtung in diesen Raum ausweichen kann. Das Quellen der Ringdichtung führt somit nicht mehr dazu, dass Material der Ringdichtung in den Spalt zwischen dem Schließglied und dem Schließgliedsitz eindringt, sondern dass sich die Ringdichtung in der Nut in den erfindungsgemäß geschaffenen Raum ausdehnen kann. Die sich am Nutgrund abstützenden Schenkelabschnitte sorgen für die radiale Abstüt- zung der Ringdichtung, während der Brückenabschnitt zwischen den Schenkelabschnitten eine gewisse Federelastizität besitzt, die einerseits ein Ausweichen des Brückenabschnitts beim Quellen der Ringdichtung zulässt, andererseits die für die Dichtwirkung gegen den Schließgliedsitz erforderliche radiale Spannung aufbringt. The invention is based on the concept of avoiding the swelling of the ring seal by an appropriate choice of the material of the ring seal, but to allow swelling of the ring seal and deviating from the life of the ring seal effects of swelling by a deviating from the conventional geometry of ring seals to avoid geometry of the invention. Namely, the ring seal according to the invention has a space between the two leg sections and the bridge section, which allows the bridge section to spring into this space when the ring seal is swelled and material of the ring seal can escape into this space. The swelling of the ring seal thus no longer causes material of the ring seal to penetrate into the gap between the closure member and the closure member seat, but that the ring seal in the groove can expand into the space created according to the invention. The leg sections which are supported on the groove base provide for the radial support of the ring seal, while the bridge section between the leg sections has a certain spring elasticity, which on the one hand permits deflection of the bridge section when swelling the ring seal, and on the other hand the radial tension required for the sealing action against the closing link seat applies.
Die an den Nutflanken anliegenden Schenkelabschnitte des Ringkörpers sorgen für die Erfüllung der weiteren Anforderung, dass kein Medium in die Nut zwischen der Ringdichtung und den Nutflanken eindringt. The voltage applied to the groove flanks leg portions of the annular body provide for the fulfillment of the further requirement that no medium penetrates into the groove between the ring seal and the groove flanks.
Für die erfindungsgemäße Ringdichtung kann somit ein herkömmliches Dichtungsmaterial verwendet werden, bspw. ein Elastomer, wie es derzeit bereits für entsprechende Anwendungen verwendet wird. In bevorzugten Ausgestaltungen der Dichtungsanordnung verlaufen die Nutflanken der Nut radial oder von radial außen nach radial innen in Richtung schräg aufeinander zu. Thus, a conventional sealing material can be used for the ring seal according to the invention, for example an elastomer as currently used for corresponding applications. In preferred embodiments of the seal arrangement, the groove flanks of the groove extend radially or radially outward to radially inward in the direction at an angle to one another.
In beiden Ausgestaltungen können sich die Schenkelabschnitte der Ringdichtung innig an die Nutflanken anlegen, wobei der Anlagedruck der Schenkelabschnitte im Fall, dass die Nutflanken von radial außen nach radial innen in Richtung schräg aufeinander zu verlaufen, noch erhöht ist, wodurch noch sicherer vermieden wird, dass Medium in die Nut eindringen und die Dichtung hinterwandern kann. In both embodiments, the leg portions of the ring seal can invest intimately on the groove edges, wherein the contact pressure of the leg portions in the event that the groove flanks from radially outward to radially inward toward obliquely to each other, is still increased, which is even safer avoided Medium penetrate into the groove and the seal can migrate behind.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Dichtungsanordnung weist die Nut an ihrem radial äußeren Ende in Richtung der Längsachse eine kleinere Abmessung auf als die Ringdichtung, wenn diese noch nicht in die Nut eingesetzt ist. In a further preferred embodiment of the seal arrangement, the groove at its radially outer end in the direction of the longitudinal axis has a smaller dimension than the ring seal, if this is not yet inserted into the groove.
Hierbei ist von Vorteil, dass der axiale Anlagedruck der Ringdichtung gegen die Nutflanken im Sinne einer höheren Dichtigkeit gegen ein Eindringen von Medium in die Nut noch größer ist. Außerdem wird das Einbauen der Ringdichtung in die Nut vereinfacht, indem die Ringdichtung beim Einsetzen in die Nut in diese einschnappt. Ein noch weiterer Vorteil ist, dass sich die Ringdichtung stets in einer definierten Einbaulage in der Nut befindet. It is advantageous that the axial contact pressure of the ring seal against the groove flanks in the sense of a higher density against penetration of medium into the groove is even greater. In addition, the incorporation of the ring seal is simplified in the groove by the ring seal snaps when inserted into the groove in this. Yet another advantage is that the ring seal is always in a defined position in the groove.
In einer Weiterbildung der vorstehend genannten Maßnahme weitet sich die Nut ausgehend von ihrem radial äußeren Ende (Öffnungsrand) in Richtung der Längsachse über eine radiale Teilstrecke, die kleiner ist als die radiale Erstreckung der Schenkelabschnitte, auf. In a further development of the above-mentioned measure, the groove expands starting from its radially outer end (opening edge) in the direction of the longitudinal axis over a radial section, which is smaller than the radial extent of the leg sections on.
Mit dieser Maßnahme weist die Nut an ihrem Öffnungsrand eine Art Einfassung für die Ringdichtung auf, die die vorstehend genannten Vorteile erfüllt, nämlich das Aufbringen eines ausreichenden axialen Anlagedruckes der Schenkelabschnitte gegen die Nutflanken, ein einfaches Einbauen im Sinne eines Einschnappens der Ringdichtung in die Nut und eine definierte Einbaulage der Ringdichtung. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Ringdichtung sind die Enden der Schenkelabschnitte, die von der radial äußeren Fläche des Brückenabschnitts abgewandt sind, nicht miteinander verbunden. With this measure, the groove at its opening edge on a kind of enclosure for the ring seal, which meets the aforementioned advantages, namely the application of sufficient axial contact pressure of the leg portions against the groove flanks, a simple installation in the sense of snapping the ring seal in the groove and a defined installation position of the ring seal. In a further preferred embodiment of the ring seal, the ends of the leg portions, which are remote from the radially outer surface of the bridge portion, are not connected to one another.
Hierbei ist von Vorteil, dass die Ringdichtung als Ganzes einfach fertigbar ist. It is advantageous that the ring seal as a whole is easily manufacturable.
In diesem Fall ist bei der Dichtungsanordnung vorzugsweise vorgesehen, dass der Nutgrund einen mittleren radial nach außen erhabenen Steg aufweist, der von der radial inneren Fläche der Brückenabschnitts beabstandet ist, und der die beiden Schenkelabschnitte nur in Richtung der Längsachse des Ringkörpers fixiert. In this case, it is preferably provided in the sealing arrangement that the groove base has a central radially outwardly raised web, which is spaced from the radially inner surface of the bridge portion, and which fixes the two leg portions only in the direction of the longitudinal axis of the annular body.
Hierbei ist im Zusammenhang mit der vorstehend genannten Ausgestaltung der Ringdichtung von Vorteil, dass der am Nutgrund der Nut vorgesehene erhabene Steg die beiden Schenkelabschnitte in axialer Richtung lagefixiert, wodurch gewährleistet ist, dass die Schenkelabschnitte an den Nutflanken stets dicht anliegen und nicht von diesen wegklappen. Der Steg ist dabei von der radial inneren Fläche der Brückenabschnitts beabstandet, so dass weiterhin der erfindungsgemäß vorgesehene Ausweichraum beim Quellen der Ringdichtung vorhanden ist. Der Steg sichert dabei die Schenkelabschnitte lediglich axial, nicht jedoch radial, wodurch das Einsetzen der Ringdichtung in die Nut sehr einfach ist. Here, in connection with the above-mentioned embodiment of the annular seal of advantage that provided on the groove base of the groove raised web, the two leg portions fixed in position in the axial direction, thereby ensuring that the leg portions always fit tightly against the groove flanks and not fold away from them. The web is in this case spaced from the radially inner surface of the bridge section, so that further provided according to the invention provided alternative space when swelling the ring seal. The web ensures the leg sections only axially, but not radially, so that the insertion of the ring seal in the groove is very easy.
Alternativ zu der vorstehend genannten Ausgestaltung der Ringdichtung können die Enden der Schenkelabschnitte, die von der radial äußeren Fläche des Brückenabschnitts abgewandt sind, durch einen Steg miteinander verbunden sein, der eine hohe Steifigkeit in Richtung der Längsachse aufweist. As an alternative to the above-mentioned embodiment of the ring seal, the ends of the leg sections which face away from the radially outer face of the bridge section may be connected to one another by a web which has a high rigidity in the direction of the longitudinal axis.
Hierbei ist von Vorteil, dass der Nutgrund der Nut nicht den vorstehend genannten erhabenen Steg aufweisen muss, sondern insgesamt eben ausgebildet werden kann. Dies trägt zur Vereinfachung der Herstellung der Nut im Schließglied bei. Der an der Ringdichtung selbst vorgesehene Steg hält die Enden der Schenkelabschnitte gegen die Nutflanken. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen, die sowohl für die Ringdichtung als auch für die Dichtungsanordnung von Vorteil sind, werden nachfolgend beschrieben. It is advantageous that the groove bottom of the groove does not have to have the above-mentioned raised web, but can be formed as a whole flat. This contributes to the simplification of the production of the groove in the closing member. The provided on the ring seal itself web holds the ends of the leg portions against the groove flanks. Further preferred embodiments which are advantageous both for the ring seal and for the seal arrangement are described below.
In einer dieser bevorzugten Ausgestaltungen ist die Dichtfläche an der radial äußeren Fläche des Brückenabschnitts als um die Längsachse umfängliche, im Wesentlichen linienförmige Dichtlippe ausgebildet. In one of these preferred embodiments, the sealing surface is formed on the radially outer surface of the bridge section as a substantially line-shaped sealing lip which surrounds the longitudinal axis.
Hierbei ist von Vorteil, dass die Gleitreibung der Dichtfläche der Ringdichtung beim Verfahren des Schließgliedes relativ zum Schließgliedsitz deutlich verringert ist, was ebenfalls zur Erhöhung der Lebensdauer der Ringdichtung beiträgt. It is advantageous that the sliding friction of the sealing surface of the ring seal is significantly reduced when moving the closing member relative to the closing member seat, which also contributes to increase the life of the ring seal.
Dabei ist es weiterhin bevorzugt, wenn die radial äußere Fläche des Brückenabschnitts ausgehend von der Dichtlippe zu zumindest einem der Schenkelabschnitte eine konkav geformte Mulde aufweist. It is further preferred if the radially outer surface of the bridge portion, starting from the sealing lip to at least one of the leg portions has a concave trough.
Durch die von der Dichtlippe vorzugsweise zu beiden Seiten der Dichtlippe ausgehende konkave Wölbung wird ein weiterer Raum geschaffen, in den beim Quellen der Ringdichtung sich Material der Ringdichtung ausbreiten kann, ohne dabei jedoch mit dem Schließgliedsitz unter Anpressdruck in Berührung zu kommen oder gar in den Spalt zwischen dem Schließglied und dem Schließgliedsitz gedrückt zu werden. By virtue of the concave curvature emanating from the sealing lip, preferably on both sides of the sealing lip, a further space is created in which material of the ring seal can spread when swelling the ring seal, without, however, coming into contact with the closing member seat under contact pressure or even into the gap be pressed between the closing member and the closing member seat.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung geht die radial innere Fläche des Brückenabschnitts mit einer Wölbung, die von der Längsachse aus gesehen konkav ist, in die Schenkelabschnitte über. In a further preferred embodiment, the radially inner surface of the bridge section merges into the leg sections with a curvature that is concave when viewed from the longitudinal axis.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass durch die konkave Wölbung der radial inneren Fläche des Brückenabschnitts der Brückenabschnitt eine noch höhere radiale Federelastizität besitzt, die die Dichtfläche am Brückenabschnitt mit ausreichendem Druck an den Schließgliedsitz andrückt. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist an der radial inneren Fläche des Brückenabschnitts ein Stützelement zum Stützen des Brückenabschnitts angeordnet. This embodiment has the advantage that due to the concave curvature of the radially inner surface of the bridge section, the bridge section has an even higher radial spring elasticity, which presses the sealing surface against the closing link seat at the bridge section with sufficient pressure. In a further preferred embodiment, a support element for supporting the bridge section is arranged on the radially inner surface of the bridge section.
Das Stützelement weist vorzugsweise eine andere Federcharakteristik als der Brückenabschnitt und/oder ein gegenüber dem Material des Brückenabschnitts unterschiedliches Material auf. The support element preferably has a different spring characteristic than the bridge section and / or a different material than the material of the bridge section.
In dieser Ausgestaltung ist der Raum zwischen den Schenkelabschnitten und der radial inneren Fläche zumindest teilweise durch das Stützelement ausgefüllt. Das Stützelement wird vorzugsweise so gewählt, dass es eine andere Federcharakteristik und/oder andere Härte als der Brückenabschnitt der Ringdichtung aufweist. Beispielsweise kann das Stützelement aus einem gegenüber dem Material des Brückenabschnitts weicherem Material bestehen, so dass der Brückenabschnitt beim Quellen der Ringdichtung radial nach innen unter Kompression dieses weicheren Materials federn kann, ohne dass der Effekt einer Spaltextrusion oder einer erhöhten Reibung der Dichtfläche an dem Schließgliedsitz auftritt. Das Vorsehen eines solchen Stützelements in dem Raum zwischen dem Brückenabschnitt und der Schenkelabschnitte hat den Vorteil einer Erhöhung des Anpressdruckes der Dichtfläche an den Schließgliedsitz zumindest im nicht gequollenen Zustand der Ringdichtung. Außerdem wird durch das Stützelement der Raum zwischen den Schenkelabschnitten, dem Brückenabschnitt und dem Nutgrund vorzugsweise vollständig ausgefüllt, wodurch eine weitere Anforderung der Ringdichtung erfüllt wird, wenn diese in einem Ventil für eine lebensmitteltechnische Anlage verwendet wird. In this embodiment, the space between the leg portions and the radially inner surface is at least partially filled by the support member. The support member is preferably selected to have a different spring characteristic and / or hardness than the bridge portion of the ring seal. For example, the support member may be made of a softer material than the material of the bridge portion so that the bridge portion can spring radially inwardly compressing this softer material upon swelling of the ring seal without the effect of split extrusion or increased friction of the seal surface on the closure member seat , The provision of such a support element in the space between the bridge portion and the leg portions has the advantage of increasing the contact pressure of the sealing surface of the closing member seat, at least in the non-swollen state of the ring seal. In addition, the space between the leg portions, the bridge portion and the groove bottom is preferably completely filled by the support member, whereby a further requirement of the ring seal is fulfilled when it is used in a valve for a food processing plant.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung. Further advantages and features will become apparent from the following description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden mit Bezug auf diese hiernach näher beschrieben. Es zeigen: It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail with reference to this. Show it:
Fig. 1 eine Dichtungsanordnung gemäß dem Stand der Technik in einem Schnitt parallel zur Längsachse der Dichtungsanordnung; 1 shows a sealing arrangement according to the prior art in a section parallel to the longitudinal axis of the seal assembly.
Fig. 2 ausschnittsweise ein Ventil, insbesondere Doppelsitzventil einer lebensmitteltechnischen Anlage, im Schnitt parallel zur Längsachse des Ventils, mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung und einer erfindungsgemäßen Ringdichtung; 2 shows a detail of a valve, in particular double-seat valve of a food-technical system, in section parallel to the longitudinal axis of the valve, with a sealing arrangement according to the invention and a ring seal according to the invention.
Fig. 3 einen gegenüber Fig. 2 vergrößerten Ausschnitt des Ventils in Fig. 2; FIG. 3 shows a detail of the valve in FIG. 2 enlarged relative to FIG. 2; FIG.
Fig. 4 die Ringdichtung der Dichtungsanordnung in Fig. 2 und 3 in Alleinstellung in einer perspektivischen Ansicht; 4 shows the ring seal of the sealing arrangement in FIGS. 2 and 3 in isolation in a perspective view;
Fig. 5 eine Ringdichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel im Querschnitt parallel zur Längsachse der Ringdichtung; und 5 shows a ring seal according to a further embodiment in cross section parallel to the longitudinal axis of the ring seal. and
Fig. 6 ein noch weiteres Ausführungsbeispiel einer Ringdichtung in einem Querschnitt parallel zur Längsachse der Ringdichtung. Fig. 6 shows a still further embodiment of a ring seal in a cross section parallel to the longitudinal axis of the ring seal.
Fig. 2 zeigt ein mit dem allgemeinen Bezugszeichen 20 versehenes Ventil, das bspw. als Doppelsitzventil ausgestaltet ist, und das in einer prozesstechnischen Anlage, bspw. einer lebensmitteltechnischen Anlage, verwendet wird. Fig. 2 shows a valve provided with the general reference numeral 20, which is designed, for example, as a double-seat valve, and which is in a process engineering plant, for example. A food plant, is used.
Das Doppelsitzventil 20 weist ein erstes Schließglied 22 und ein zweites Schließglied 24 auf, wobei die Schließglieder 22 und 24 hier als Ventilteller gezeigt sind. Das Schließglied 22 wirkt in der in Fig. 2 gezeigten Schließstellung mit einem Schließgliedsitz 26 zusammen, der als Zylindermantelfläche an einem Gehäuseabschnitt 28 des Gehäuses des Ventils 20 ausgebildet ist. The double-seat valve 20 has a first closing member 22 and a second closing member 24, the closing members 22 and 24 being shown here as a valve disk. The closing member 22 cooperates in the closed position shown in Fig. 2 with a closing member seat 26 which is formed as a cylinder jacket surface on a housing portion 28 of the housing 20 of the valve.
Aus der in Fig. 2 gezeigten Schließstellung kann das Schließglied 22 gemäß einem Pfeil 27 nach oben unter Mitnahme des zweiten Schließglieds 24 in die Offenstellung überführt werden. Das Schließglied 22 könnte jedoch auch entgegen der Richtung des Pfeils 27 nach unten aus der Schließstellung in seiner Offenstellung überführt werden, bspw. zum Zwecke des Anlüftens des Schließgliedes 22. From the closed position shown in Fig. 2, the closing member 22 can be transferred according to an arrow 27 upwards with entrainment of the second closing member 24 in the open position. However, the closing member 22 could also be transferred against the direction of the arrow 27 down from the closed position in its open position, for example. For the purpose of venting the closing member 22nd
Das Schließglied 22 weist eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung 30 auf, die eine Ringdichtung 32 aufweist. The closing member 22 has a sealing arrangement 30 according to the invention, which has a ring seal 32.
Die Dichtungsanordnung 30 und die Ringdichtung 32 werden nachfolgend auch mit Bezug auf Figuren 3 und 4 näher beschrieben. The seal assembly 30 and the ring seal 32 are described below with reference to Figures 3 and 4 in more detail.
In Fig. 4 ist die Ringdichtung 32 in Alleinstellung gezeigt. In Fig. 4, the ring seal 32 is shown alone.
Die Ringdichtung 32 ist entsprechend ihrer Einbaulage in dem Schließglied 22 und dessen Zusammenwirken mit dem Schließgliedsitz 26 als Radialdichtung ausgebildet. The ring seal 32 is formed according to its mounting position in the closing member 22 and its interaction with the closing member seat 26 as a radial seal.
Die Ringdichtung 32 weist einen Ringkörper 34 auf, der eine Längsachse 36 senkrecht zur Ebene des Ringkörpers 34 definiert. The ring seal 32 has an annular body 34 which defines a longitudinal axis 36 perpendicular to the plane of the annular body 34.
Soweit nachfolgend die Begriffe "radial" und "axial" verwendet werden, so beziehen sich diese Begriffe auf die Längsachse 36. If the terms "radial" and "axial" are used below, these terms refer to the longitudinal axis 36.
Der Ringkörper 34 weist gemäß Figuren 3 und 4 zwei im Wesentlichen radial gerichtete Schenkelabschnitte 38 und 40 auf, die in Richtung der Längsachse 36 voneinander beabstandet sind. Die Schenkelabschnitte 38 und 40 sind durch einen sich in Richtung der Längsachse 36 erstreckenden Brückenabschnitt 42 miteinander verbun- den. Die Schenkelabschnitte 38, 40 und der Brückenabschnitt 42 sind vorzugsweise einstückig miteinander verbunden und bestehen vorzugsweise aus dem gleichen Dichtungsmaterial, bspw. einem steifen Elastomer. The ring body 34 has, according to FIGS. 3 and 4, two substantially radially directed leg sections 38 and 40, which are spaced apart in the direction of the longitudinal axis 36. The leg sections 38 and 40 are connected to one another by a bridge section 42 extending in the direction of the longitudinal axis 36. the. The leg portions 38, 40 and the bridge portion 42 are preferably integrally connected to each other and are preferably made of the same sealing material, for example. A rigid elastomer.
Der Brückenabschnitt 42 weist eine radial äußere Fläche 44 auf, die eine Dichtfläche 46 aufweist. Die Dichtfläche 46 ist dabei als um die Längsachse 36 umfängliche, im Wesentlichen linienförmige Dichtlippe 48 ausgebildet. The bridge section 42 has a radially outer surface 44, which has a sealing surface 46. In this case, the sealing surface 46 is designed as a substantially line-shaped sealing lip 48 that extends around the longitudinal axis 36.
Eine radial innere Fläche 50 des Brückenabschnitts 42 ist von Enden 52 und 54 der Schenkelabschnitte 38 bzw. 40 in radialer Richtung beabstandet. A radially inner surface 50 of the bridge portion 42 is spaced from ends 52 and 54 of the leg portions 38 and 40, respectively, in the radial direction.
Auf diese Weise ist zwischen den Schenkelabschnitten 38, 40 und dem Brückenabschnitt 42 ein Raum 56 vorhanden, der beim Quellen der Ringdichtung 32 als Ausweichraum für die Volumenausdehnung der Ringdichtung 32 dient, in den also Material der Ringdichtung 32 beim Quellen ausweichen kann. Außerdem wird durch die geometrische Konfiguration des Ringkörpers 34 mit den beiden radialen Schenkelabschnitten 38 und dem axialen Brückenabschnitt 42 erreicht, dass der Brückenabschnitt 42 elastisch in den Raum 56 federn kann, wie mit einem Pfeil 58 in Fig. 3 angedeutet ist. In this way, between the leg portions 38, 40 and the bridge portion 42, a space 56 is present, which serves as sources for the volumetric expansion of the annular seal 32 when swirling the ring seal 32, in which material of the ring seal 32 can escape when swelling. In addition, it is achieved by the geometric configuration of the annular body 34 with the two radial leg portions 38 and the axial bridge portion 42 that the bridge portion 42 can elastically spring into the space 56, as indicated by an arrow 58 in Fig. 3.
Die radial innere Fläche 50 des Brückenabschnitts 42 geht dabei, wie insbesondere aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, mit einer Wölbung, die von der Längsachse 36 aus gesehen konkav ist, in die Schenkelabschnitte 38, 40 über, wodurch die Federwirkung des Brückenabschnitts 42 dimensioniert wird. The radially inner surface 50 of the bridge portion 42 goes, as is apparent in particular from FIGS. 2 and 3, with a curvature, which is seen from the longitudinal axis 36 from concave, in the leg portions 38, 40, whereby the spring action of the bridge portion 42 dimensioned becomes.
Die Dichtungsanordnung 30 weist weiterhin eine Nut 60 auf, in der die Ringdichtung 32 aufgenommen ist. The seal assembly 30 further includes a groove 60 in which the ring seal 32 is received.
Die Nut 60 weist eine dem Schenkelabschnitt 38 zugeordnete Nutflanke 62 und eine dem Schenkelabschnitt 40 zugeordnete Nutflanke 64 auf. Die Nutflanken 62 und 64 begrenzen die Nut 60 in axialer Richtung. In radialer Richtung ist die Nut 60 durch einen Nutgrund 66 begrenzt. Die Enden 52 und 54 der Schenkelabschnitte 38, 40 stützen sich in radialer Richtung auf dem Nutgrund 66 ab, während die axial äußeren Flächen der Schenkelabschnitte 38, 40 an der Nutflanke 62 bzw. der Nutflanke 64 flächig anliegen. The groove 60 has a leg flank 62 assigned to the leg section 38 and a groove flank 64 assigned to the leg section 40. The groove flanks 62 and 64 define the groove 60 in the axial direction. In the radial direction, the groove 60 through a groove bottom 66 limited. The ends 52 and 54 of the leg portions 38, 40 are supported in the radial direction on the groove base 66, while the axially outer surfaces of the leg portions 38, 40 abut the groove flank 62 and the groove flank 64 areally.
Vorzugsweise verlaufen die Nutflanken 62 und 64 wie gezeigt radial, es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Nutflanken 62 und 64 von radial außen nach radial innen in Richtung schräg aufeinander zu verlaufen, wodurch den Schenkelabschnitten 38, 40 eine Vorspannung in axialer Richtung verliehen werden kann. Preferably, the groove flanks 62 and 64 extend radially as shown, but it can also be provided that the groove flanks 62 and 64 extend obliquely from one another radially outward to radially inward direction, whereby the leg portions 38, 40 are given a bias in the axial direction can.
An ihrem radial äußeren Ende, genauer gesagt am radial äußeren Ende 68 der Nutflanke 62 bzw. am radial äußeren Ende 70 der Nutflanke 64 weist die Nut 60 in axialer Richtung eine kleinere Abmessung aufweist als die Ringdichtung 32, wenn diese nicht in die Nut 60 eingesetzt ist. Ausgehend von den Enden 68 bzw. 70 weitet sich die Nut 60 über eine radiale Teilstrecke, die kleiner als die radiale Erstreckung der Schenkelabschnitte 38, 40 ist, wie aus Fig. 3 hervorgeht, auf. At its radially outer end, more precisely at the radially outer end 68 of the groove flank 62 and at the radially outer end 70 of the groove flank 64, the groove 60 has a smaller dimension in the axial direction than the ring seal 32, if this is not inserted into the groove 60 is. Starting from the ends 68 and 70, the groove 60 widens over a radial section, which is smaller than the radial extent of the leg sections 38, 40, as shown in FIG. 3, on.
An ihrem radial äußeren Ende werden die Schenkelabschnitte 38 und 40 somit geringfügig axial komprimiert, wodurch eine besonders gut dichtende Anlage der Schenkelabschnitte 38 und 40 an den Nutflanken 62 und 64 gewährleistet wird. At its radially outer end, the leg portions 38 and 40 are thus slightly compressed axially, whereby a particularly good sealing abutment of the leg portions 38 and 40 on the groove flanks 62 and 64 is ensured.
Außerdem bewirken die axialen Vorsprünge an den äußeren Enden 38 und 70 der Nutflanken 62, 64 ein Einschnappen bzw. Einrasten der Ringdichtung 32 in der Nut 60 bei der Montage und definieren eine vorbestimmte Einbaulage der Ringdichtung 32 in der Nut 60. In addition, the axial projections at the outer ends 38 and 70 of the flanks 62, 64 cause snapping of the ring seal 32 in the groove 60 during assembly and define a predetermined mounting position of the ring seal 32 in the groove 60th
Die Dichtlippe 48 ist in axialer Richtung etwa mittig zwischen den Schenkelabschnitten 38 und 40 angeordnet, wobei die radial äußere Fläche 44 des Brückenabschnitts 42 ausgehend von der Dichtlippe 48 zu beiden Schenkelabschnitten 38 und 40 hin eine jeweils konkav geformte Mulde 72 bzw. 74 aufweist. Auch hierdurch wird zusätzlicher Ausweichraum für die Ringdichtung 32 für eine Volumenvergrößerung der Ringdichtung 32 beim Quellen geschaffen, wodurch vermieden wird, dass außer der Dichtlippe 48 keine weiteren Bereiche der äußeren Fläche 44 des Brückenabschnitts 42 mit dem Schließgliedsitz 26 in Berührung kommen, zumindest nicht unter hohem Anpressdruck. Insbesondere wird dadurch ebenfalls vermieden, dass beim Quellen der Ringdichtung 32 Material der Ringdichtung 32 in den Spalt zwischen dem Schließgliedsitz 26 und dem Schließglied 22 gelangt. The sealing lip 48 is arranged in the axial direction approximately midway between the leg portions 38 and 40, wherein the radially outer surface 44 of the bridge portion 42, starting from the sealing lip 48 to both leg portions 38 and 40 toward a concave recess 72 and 74, respectively. This also makes additional escape space for the ring seal 32 for an increase in volume the ring seal 32 created when swelling, thereby avoiding that except the sealing lip 48 no other areas of the outer surface 44 of the bridge portion 42 come into contact with the closing member seat 26, at least not under high contact pressure. In particular, this also avoids that upon swelling of the ring seal 32, material of the ring seal 32 enters the gap between the closure member seat 26 and the closure member 22.
In dem in Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Enden 52 und 54 der Schenkelabschnitte 38 und 40 nicht miteinander verbunden. Der Nutgrund 66 weist in diesem Fall einen mittleren radial nach außen erhabenen Steg 76 auf. Der Steg 76 dient dazu, die beiden Schenkelabschnitte 38 und 40 in Richtung der Längsachse 36 lagezufixieren, d.h. der Steg 76 vermeidet, dass die Enden 52 und 54 oder die Schenkelabschnitte 38 und 40 als Ganzes axial von der jeweiligen Nutflanke 62 bzw. 64 wegklappen und entsprechend mit der Nutflanke 62 oder 64 außer Anlage kommen. In the embodiment shown in Figures 3 and 4, the ends 52 and 54 of the leg portions 38 and 40 are not interconnected. The groove bottom 66 has in this case a central radially outwardly raised web 76. The web 76 serves to position fix the two leg portions 38 and 40 in the direction of the longitudinal axis 36, i. the web 76 avoids that the ends 52 and 54 or the leg portions 38 and 40 as a whole axially fold away from the respective groove flank 62 and 64 respectively and come out of abutment with the groove flank 62 or 64 accordingly.
Der Steg 76 weist eine Formgebung auf, die die Enden 52 und 54 der Schenkelabschnitte 38 und 40 nur in axialer Richtung lagefixiert, nicht jedoch in radialer Richtung, d.h. die Enden 52 und 54 der Schenkelabschnitte 38 und 40 sind in radialer Richtung d.h. nicht am Nutgrund 66 verrastet. The web 76 has a shape which fixes the ends 52 and 54 of the leg portions 38 and 40 only in the axial direction, but not in the radial direction, i. the ends 52 and 54 of the leg portions 38 and 40 are in the radial direction i. not locked on the groove base 66.
Wie bereits oben erwähnt, kann die gesamte Ringdichtung 32 einstückig aus einem einzigen Material gefertigt sein, bspw. aus einem steifen Elastomer, wobei es aufgrund der Geometrie der Ringdichtung 32 nicht vorrangig auf die Quelleigenschaften eines solchen Materials ankommt. Beim Quellen der Ringdichtung 32 wird zum einen durch den Raum 56 zwischen den Schenkelabschnitten 38 und 40 und dem Brückenabschnitt 42 ein Volumenausweichraum geschaffen, in den hinein sich die Ringdichtung 32 ausdehnen kann, und darüber hinaus wird ein solcher Ausweichraum auf der radial äußeren Seite der Fläche 44 durch die Mulden 72 und 74 geschaffen. Die Ringdichtung 32 erfüllt auch die Anforderung, dass ein Medium, bspw. Produkt oder Reinigungsflüssigkeit, nicht zwischen die Ringdichtung 32 und die Nut 60 die Ringdichtung 32 hinterwandernd eindringen kann. Dies wird zum einen durch die axialen Vorsprünge 68 und 70 am Eingang der Nut 60 als auch durch den Steg 76 am Nutgrund 66 bewirkt. As already mentioned above, the entire ring seal 32 may be made in one piece from a single material, for example. From a rigid elastomer, wherein due to the geometry of the ring seal 32 is not primarily the source properties of such material. In swelling of the ring seal 32, on the one hand, through the space 56 between the leg portions 38 and 40 and the bridge portion 42, there is provided a volume escape space into which the ring seal 32 can expand and, moreover, such an escape space becomes on the radially outer side of the surface 44 created by the wells 72 and 74. The ring seal 32 also fulfills the requirement that a medium, for example product or cleaning fluid, can not penetrate the ring seal 32 between the ring seal 32 and the groove 60. This is caused on the one hand by the axial projections 68 and 70 at the entrance of the groove 60 and by the web 76 on the groove bottom 66.
Fig. 5 zeigt eine Abwandlung der Ringdichtung 32, bei der an der radial inneren Fläche 50 des Brückenabschnitts 42 ein Stützelement 78 zum Stützen des Brückenabschnitts 42 angeordnet ist. Das Stützelement weist eine andere Federcharakeristik als der Brückenabschnitt 42 und/oder ein gegenüber dem Material des Brückenabschnitts 42 unterschiedliches Material auf. Ein solches Material kann bspw. Moosgummi sein, das leicht komprimierbar ist. In dieser Ausgestaltung kann die Ringdichtung 32 ebenfalls in die Nut 60 gemäß Fig. 3 eingesetzt werden, wobei dann das Stützelement 78 zwischen der radial inneren Fläche 50 und dem Steg 76 komprimiert wird und der Raum 56 durch das Stützelement 78 vollständig ausgefüllt ist. Der Raum 56 bleibt dabei aufgrund der Komprimierbarkeit des Elements 78 jedoch weiterhin als Ausweichraum bei einer Volumenausdehnung der Ringdichtung 32 erhalten, wobei das Stützelement 78 andererseits den radialen Anlagedruck der Dichtlippe 48 an den Schließgliedsitz 26 erhöht und somit eine hohe Dichtigkeit gewährleistet. Das Stützelement 78 kann wie dargestellt als O-Ring ausgebildet und an der inneren Fläche 50 angeklebt oder dgl. sein. 5 shows a modification of the ring seal 32, in which a support element 78 for supporting the bridge section 42 is arranged on the radially inner surface 50 of the bridge section 42. The support element has a different spring characteristic than the bridge section 42 and / or a material which is different from the material of the bridge section 42. Such a material may be, for example, sponge rubber, which is easily compressible. In this embodiment, the ring seal 32 can also be inserted into the groove 60 of FIG. 3, in which case the support element 78 between the radially inner surface 50 and the web 76 is compressed and the space 56 is completely filled by the support member 78. However, due to the compressibility of the element 78, the space 56 still remains as an escape space with a volumetric expansion of the annular seal 32, the support element 78 on the other hand increasing the radial contact pressure of the sealing lip 48 on the closure member seat 26 and thus ensuring a high density. The support member 78 may be formed as shown as an O-ring and glued to the inner surface 50 or the like. Be.
Fig. 6 zeigt eine weitere Abwandlung einer Ringdichtung 32', bei der im Unterschied zu der Ringdichtung 32 die Enden 52' und 54' der Schenkelabschnitte 38' und 40' über einen Steg 80 miteinander verbunden sind, der eine hohe Steifigkeit in Richtung der Längsachse 36' aufweist. Bei einer solchen Ausgestaltung der Ringdichtung 32' kann bei der Nut 60 in Fig. 3 der Steg 76 weggelassen werden, wobei dann der Steg 80 die Schenkelabschnitte 38' und 40' in Anlage gegen die Nutflanken 62 bzw. 64 hält. Der Nutgrund 66 kann somit bei einer solchen Ausgestaltung der Ringdichtung 32' in axialer Richtung eben ausgebildet sein. Der Steg 80 kann einstückig mit den Schenkelabschnitten 38' und 40' ausgebildet sein, oder mit diesem stoffschlüssig verbunden sein, bspw. durch Kleben. Fig. 6 shows a further modification of a ring seal 32 ', in which, unlike the ring seal 32, the ends 52' and 54 'of the leg portions 38' and 40 'are interconnected via a web 80 having a high rigidity in the direction of the longitudinal axis 36 'has. In such an embodiment of the ring seal 32 'can be omitted in the groove 60 in Fig. 3 of the web 76, in which case the web 80, the leg portions 38' and 40 'in abutment against the groove flanks 62 and 64 holds. The groove bottom 66 can thus be flat in such an embodiment of the ring seal 32 'in the axial direction. The web 80 may be integrally formed with the leg portions 38 'and 40', or be connected to this cohesively, for example. By gluing.

Claims

Patentansprüche claims
1. Ringdichtung für ein Schließglied (22) eines Ventils (20), insbesondere eines Ventils (20) einer prozesstechnischen Anlage, mit einem Ringkörper (34), der eine Längsachse (36) senkrecht zur Ebene des Ringkörpers (34) definiert, und der an einer in Bezug auf die Längsachse (36) radial äußeren Fläche (44) eine Dichtfläche (46) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (34) zwei im wesentlichen radial gerichtete Schenkelabschnitte (38, 40) aufweist, die in Richtung der Längsachse (36) voneinander beabstandet sind, wobei die beiden Schenkelabschnitte (38, 40) durch einen sich in Richtung der Längsachse (36) erstreckenden Brückenabschnitt (42) miteinander verbunden sind, an deren radial äußerer Fläche die Dichtfläche (46) vorhanden ist, und dass eine radial innere Fläche (50) des Brückenabschnitts (42) von Enden (52, 54) der Schenkelabschnitte (38, 40), die von der Dichtfläche (46) abgewandt sind, in radialer Richtung beabstandet ist. 1. ring seal for a closing member (22) of a valve (20), in particular a valve (20) of a process engineering plant, with an annular body (34) defining a longitudinal axis (36) perpendicular to the plane of the annular body (34), and at a radially outer surface (44) with respect to the longitudinal axis (36) has a sealing surface (46), characterized in that the annular body (34) has two substantially radially directed leg portions (38, 40), which in the direction of the longitudinal axis (36) are spaced from each other, wherein the two leg portions (38, 40) by a in the direction of the longitudinal axis (36) extending bridge portion (42) are interconnected, at the radially outer surface of the sealing surface (46) is present, and a radially inner surface (50) of the bridge portion (42) of ends (52, 54) of the leg portions (38, 40) which are remote from the sealing surface (46), is spaced in the radial direction.
2. Ringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche (46) an der radial äußeren Fläche des Brückenabschnitts (42) als um die Längsachse (36) umfängliche, im Wesentlichen linienförmige Dichtlippe (48) ausgebildet ist. 2. Ring seal according to claim 1, characterized in that the sealing surface (46) on the radially outer surface of the bridge portion (42) as around the longitudinal axis (36) circumferentially, substantially line-shaped sealing lip (48) is formed.
3. Ringdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die radial äußere Fläche des Brückenabschnitts (42) ausgehend von der Dichtlippe (48) zu zumindest einem der Schenkelabschnitte (38, 40) eine konkav geformte Mulde (72, 74) aufweist. 3. ring seal according to claim 2, characterized in that the radially outer surface of the bridge portion (42) starting from the sealing lip (48) to at least one of the leg portions (38, 40) has a concave shaped trough (72, 74).
4. Ringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die radial innere Fläche (50) des Brückenabschnitts (42) mit einer Wölbung, die von der Längsachse (36) aus gesehen konkav ist, in die Schenkelabschnitte (36) übergeht. 4. ring seal according to one of claims 1 to 3, characterized in that the radially inner surface (50) of the bridge portion (42) with a curvature, which is seen from the longitudinal axis (36) from concave, in the leg portions (36) passes ,
5. Ringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (52, 54) der Schenkelabschnitte (38, 40), die von der radial äußeren Fläche des Brückenabschnitts (42) abgewandt sind, nicht miteinander verbunden sind. 5. ring seal according to one of claims 1 to 4, characterized in that the ends (52, 54) of the leg portions (38, 40) which are remote from the radially outer surface of the bridge portion (42) are not interconnected.
6. Ringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (52', 54') der Schenkelabschnitte (38', 40'), die von der radial äußeren Fläche des Brückenabschnitts (42') abgewandt sind, durch einen Steg (80) miteinander verbunden sind, der eine hohe Steifigkeit in Richtung der Längsachse (36') aufweist. 6. ring seal according to one of claims 1 to 4, characterized in that the ends (52 ', 54') of the leg portions (38 ', 40') which are remote from the radially outer surface of the bridge portion (42 ') through a web (80) are interconnected, which has a high rigidity in the direction of the longitudinal axis (36 ').
7. Ringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der radial inneren Fläche (50) des Brückenabschnitts (42) ein Stützelement (78) zum Stützen des Brückenabschnitts (42) angeordnet ist. 7. ring seal according to one of claims 1 to 6, characterized in that on the radially inner surface (50) of the bridge portion (42) has a support member (78) for supporting the bridge portion (42) is arranged.
8. Ringdichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (78) eine andere Federcharakteristik als der Brückenabschnitt und/oder ein gegenüber dem Material des Brückenabschnitts (42) unterschiedliches Material aufweist. 8. ring seal according to claim 7, characterized in that the support element (78) has a different spring characteristic than the bridge portion and / or a relation to the material of the bridge portion (42) different material.
9. Dichtungsanordnung an einem Schließglied (22) eines Ventils (20), insbesondere eines Ventils (20) einer prozesstechnischen Anlage, mit einer Ringdichtung (32), die einen Ringkörper (34) aufweist, der eine Längsachse (36) senkrecht zur Ebene des Ringkörpers (34) definiert, und der an einer in Bezug auf die Längsachse (36) radial äußeren Fläche (44) eine Dichtfläche (46) aufweist, und mit einer am Schließglied (22) vorhandenen radialen Nut (60) zur Aufnahme der Ringdichtung (32), wobei die Nut (60) einen Nutgrund (66) und Nutflanken (62, 64) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (34) zwei im wesentlichen radial gerichtete Schenkelabschnitte (38, 40) aufweist, die in Richtung der Längsachse (36) voneinander beabstandet sind, wobei die beiden Schenkelabschnitte (38, 40) durch einen sich in Richtung der Längsachse (36) erstreckenden Brückenabschnitt (42) miteinander verbunden sind, an deren radial äußerer Fläche die Dichtfläche (46) vorhanden ist, und dass eine radial innere Fläche (50) des Brückenabschnitts (42) von Enden (52, 54) der Schenkelabschnitte (38, 40), die von der Dichtfläche (46) abgewandt sind, in radialer Richtung beabstandet ist, dass sich die Enden (52, 54) der Schenkelabschnitte (38, 40) am Nutgrund (66) abstützen, und dass die in Richtung der Längsachse (36) äußeren Flächen der Schenkelabschnitte (38, 40) flächig an den Nutflanken anliegen. 9. sealing arrangement on a closing member (22) of a valve (20), in particular a valve (20) of a process engineering plant, with a ring seal (32) having an annular body (34) having a longitudinal axis (36) perpendicular to the plane of Ring body (34) defined, and at one with respect to the longitudinal axis (36) radially outer surface (44) has a sealing surface (46), and with a closure member (22) existing radial groove (60) for receiving the annular seal ( 32), wherein the groove (60) has a groove bottom (66) and groove flanks (62, 64), characterized in that the annular body (34) has two substantially radially directed leg portions (38, 40) which are in the direction of the longitudinal axis (36) are spaced from each other, wherein the two leg portions (38, 40) by a in the direction of Longitudinal axis (36) extending bridge portion (42) are interconnected, at the radially outer surface of which the sealing surface (46) is present, and that a radially inner surface (50) of the bridge portion (42) of ends (52, 54) of the leg portions ( 38, 40), which are remote from the sealing surface (46), is spaced in the radial direction, that the ends (52, 54) of the leg portions (38, 40) are supported on the groove base (66), and that in the direction of Longitudinal axis (36) outer surfaces of the leg portions (38, 40) lie flat against the groove edges.
10. Dichtungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutflanken (62, 64) der Nut (68) radial verlaufen. 10. Sealing arrangement according to claim 9, characterized in that the groove flanks (62, 64) of the groove (68) extend radially.
11. Dichtungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutflanken der Nut von radial außen nach radial innen in Richtung schräg aufeinander zu verlaufen. 11. Sealing arrangement according to claim 9, characterized in that the groove flanks of the groove extend from radially outward to radially inward direction obliquely to one another.
12. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (60) an ihrem radial äußeren Ende in Richtung der Längsachse (36) eine kleinere Abmessung aufweist als die Ringdichtung (32), wenn diese nicht in die Nut (60) eingesetzt ist. 12. Sealing arrangement according to one of claims 9 to 11, characterized in that the groove (60) at its radially outer end in the direction of the longitudinal axis (36) has a smaller dimension than the ring seal (32), if not in the groove ( 60) is used.
13. Dichtungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Nut (60) ausgehend von ihrem radial äußeren Ende in Richtung der Längsachse (36) über eine radiale Teilstrecke, die kleiner ist als die radiale Erstre- ckung der Schenkelabschnitte (38, 40), aufweitet. 13. Sealing arrangement according to claim 12, characterized in that the groove (60), starting from its radially outer end in the direction of the longitudinal axis (36) over a radial section, which is smaller than the radial Erstre- ckung of the leg sections (38, 40 ), expands.
14. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche (46) an der radial äußeren Fläche des Brückenabschnitts (42) als um die Längsachse (36) umlaufende, im Wesentlichen li- nienförmige Dichtlippe (48) ausgebildet ist. 14. Sealing arrangement according to one of claims 9 to 13, characterized in that the sealing surface (46) on the radially outer surface of the bridge portion (42) as around the longitudinal axis (36) encircling, substantially line-shaped sealing lip (48) is formed ,
15. Dichtungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die radial äußere Fläche des Brückenabschnitts (42) ausgehend von der Dichtlippe (48) zu zumindest einem der Schenkelabschnitte (38, 40) eine konkav geformte Mulde (72, 74) aufweist. 15. Sealing arrangement according to claim 14, characterized in that the radially outer surface of the bridge portion (42) starting from the sealing lip (48) to at least one of the leg portions (38, 40) has a concave trough (72, 74).
16. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die radial innere Fläche (50) des Brückenabschnitts (42) mit einer Wölbung, die in Richtung radial nach außen gesehen konkav ist, in die Schenkelabschnitte (38, 40) übergeht. 16. Sealing arrangement according to one of claims 9 to 15, characterized in that the radially inner surface (50) of the bridge portion (42) merges with a curvature, which is concave in the direction radially outward, in the leg portions (38, 40) ,
17. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (52, 54) der Schenkelabschnitte (38, 40), die von der radial äußeren Fläche des Brückenabschnitts (42) abgewandt sind, nicht miteinander verbunden sind, und dass der Nutgrund (66) einen mittleren radial nach außen erhabenen Steg (76) aufweist, der von der radial inneren Fläche (50) des Brückenabschnitts (42) beabstandet ist, und der die beiden Schenkelabschnitte (38, 40) nur in Richtung der Längsachse (36) des Ringkörpers (34) fixiert. 17. Sealing arrangement according to one of claims 9 to 16, characterized in that the ends (52, 54) of the leg portions (38, 40) which are remote from the radially outer surface of the bridge portion (42) are not connected to each other, and in that the groove bottom (66) has a central radially outwardly raised web (76) which is spaced from the radially inner surface (50) of the bridge section (42), and the two leg sections (38, 40) only in the direction of the longitudinal axis (36) of the ring body (34) fixed.
18. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (52', 54') der Schenkelabschnitte (38', 40'), die von der radial äußeren Fläche des Brückenabschnitts (42') abgewandt sind, durch einen Steg (80) miteinander verbunden sind, der eine hohe Steifigkeit in Richtung der Längsachse (36) des Ringkörpers (34) aufweist. 18. Sealing arrangement according to one of claims 9 to 17, characterized in that the ends (52 ', 54') of the leg portions (38 ', 40'), which are remote from the radially outer surface of the bridge portion (42 ') through a web (80) are interconnected, which has a high rigidity in the direction of the longitudinal axis (36) of the annular body (34).
19. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass an der radial inneren Fläche (50) des Brückenabschnitts (42) ein Stützelement (78) zum Stützen des Brückenabschnitts (42) angeordnet ist. 19. Sealing arrangement according to one of claims 9 to 18, characterized in that on the radially inner surface (50) of the bridge portion (42) a support element (78) for supporting the bridge portion (42) is arranged.
20. Dichtungsanordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (78) eine andere Federcharakteristik als der Brückenabschnitt und/oder ein gegenüber dem Material des Brückenabschnitts (42) unterschiedliches Material aufweist. 20. Sealing arrangement according to claim 19, characterized in that the support element (78) has a different spring characteristic than the bridge section and / or with respect to the material of the bridge portion (42) different material.
Ventil, insbesondere Ventil für eine prozesstechnische Anlage, mit einer Dichtungsanordnung (30) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 20 und/oder mit einer Ringdichtung (32) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8. Valve, in particular valve for a process plant, with a sealing arrangement (30) according to one of claims 9 to 20 and / or with an annular seal (32) according to one of claims 1 to 8.
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